20. 长江三峡水利枢纽具有防洪、发电、航运等综合功能。在蓄水期间,随着三峡大坝上游水位的上升,水的重力势能
增加
(选填“增加”或“减少”);而在枯水季给下游补水的过程中,水从闸门喷射而出,水的重力势能转化为
动
能。三峡工程水力发电是将上游蓄水的
机械
能通过发电机转化为电能,不仅促进了国民经济发展,还带来了节能减排效益。
答案:20. 增加 动 机械
解析:
【分析】本题需结合重力势能的影响因素、能量转化规律及水力发电的原理分析。首先,重力势能与质量和高度有关,质量不变时,高度越大重力势能越大;其次,能量转化看能量的减少量和增加量,减少的能量转化为增加的能量;最后,水力发电是利用水的机械能转化为电能。
【解析】1. 蓄水期间,水的质量不变,上游水位上升,水的高度增大,根据重力势能的影响因素,重力势能增加;2. 水从闸门喷射而出时,高度降低(重力势能减小),速度增大(动能增大),因此重力势能转化为动能;3. 三峡水力发电是将上游蓄水的机械能(重力势能属于机械能)通过发电机转化为电能。
【答案】增加 动 机械
【知识点】重力势能、能量转化、机械能
【点评】本题考查重力势能、动能的影响因素及能量转化,属于初中物理基础知识点,难度较低。
【难度系数】0.8
21. 以下由于做功使内能增大的是
④⑤
,属于通过热传递使内能增大的是
③
。
① 放在室内的热水温度逐渐降低 ② 水蒸气将锅盖顶起 ③ 冬天,用“哈气”的办法取暖
④ 用打气筒打气,气筒壁发热 ⑤ “流星”进入大气层时燃烧发光
答案:21. ④⑤ ③
解析:
【分析】首先明确改变物体内能的两种方式:做功(能量的转化,多为机械能与内能的相互转化)和热传递(能量的转移,由温度差引发)。需逐一分析每个实例,判断其属于做功还是热传递,且是否使内能增大。
【解析】逐一分析各实例:
1. ①室内热水温度降低:热水向周围空气放热,内能减小,属于热传递使内能减小,不符合要求;
2. ②水蒸气顶起锅盖:水蒸气对锅盖做功,内能转化为机械能,内能减小,属于做功使内能减小,不符合要求;
3. ③冬天“哈气”取暖:口中热气的热量转移到手上,手的内能增大,属于热传递使内能增大;
4. ④打气筒打气:压缩空气做功、活塞与筒壁摩擦做功,机械能转化为内能,气筒壁内能增大,属于做功使内能增大;
5. ⑤流星进入大气层:流星与空气摩擦做功,机械能转化为内能,流星内能增大而燃烧发光,属于做功使内能增大。
综上,做功使内能增大的是④⑤,热传递使内能增大的是③。
【答案】④⑤;③
【知识点】内能的改变方式、做功改变内能、热传递改变内能
【点评】本题考查改变内能的两种基础方式,需准确区分能量的转化与转移,判断内能变化情况,属于概念类基础题。
【难度系数】0.6
22. 大量植树造林,可调节气温。据资料介绍,1 hm²(公顷)森林每天吸收的太阳能约为1.07×10^{10} J,如果这些能量被面积为1 hm²、一定厚度的4×10^{6} kg干泥土地面吸收,那么可使地面温度升高
3.2
℃。[$c_{\mathrm{干泥土}}=0.84×10^{3} \ \mathrm{J}/(\mathrm{kg} · \mathrm{℃})$]
答案:22. 3.2
解析:
【分析】
本题考查热量计算公式的应用,解题思路是:森林吸收的太阳能全部被干泥土吸收,即干泥土吸收的热量等于太阳能的总量,根据热量公式$Q = cm\Delta t$,变形得到温度变化量$\Delta t=\frac{Q}{cm}$,代入已知的热量、干泥土质量和比热容,即可计算出地面升高的温度。
【解析】
已知干泥土吸收的热量$Q = 1.07×10^{10}\ \mathrm{J}$,干泥土的质量$m = 4×10^{6}\ \mathrm{kg}$,干泥土的比热容$c = 0.84×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$。
根据热量计算公式$Q = cm\Delta t$,变形可得温度变化量:
$\Delta t=\frac{Q}{cm}=\frac{1.07×10^{10}\ \mathrm{J}}{0.84×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)×4×10^{6}\ \mathrm{kg}}=\frac{1.07×10^{10}}{3.36×10^{9}}≈3.2℃$
【答案】
3.2
【知识点】
热量的计算、比热容的应用
【点评】
本题是基础的热量公式应用题目,直接利用$Q = cm\Delta t$变形求解温度变化,计算时需注意指数运算的准确性,属于对基础公式的直接考查,难度较低。
【难度系数】
0.6
23. 酒精的热值是$3.0× 10^{7}\ \mathrm{J/kg}$,酒精炉中装有100 g酒精。若燃烧掉一半,放出的热量是
$1.5×10^6$
J,剩余部分酒精的热值是
$3.0×10^7\ \mathrm{J/kg}$
。
答案:23. $1.5×10^6$ $3.0×10^7\ \mathrm{J/kg}$
解析:
【分析】
本题需掌握燃料燃烧放热公式及热值的特性:热值是燃料的固有属性,与质量无关;计算放热时需先统一质量单位。解题步骤为:先算出燃烧的酒精质量(注意单位换算),再代入放热公式计算热量;剩余酒精的热值不变,因为热值仅由燃料种类决定。
【解析】
1. 计算燃烧酒精的质量:总酒精质量为100g,燃烧一半后,燃烧的质量$ m = \frac{100g}{2} = 50g = 0.05kg $。
2. 计算放出的热量:根据放热公式$ Q_{放} = mq $,代入数据得:$ Q_{放} = 0.05kg × 3.0×10^7 J/kg = 1.5×10^6 J $。
3. 确定剩余酒精的热值:热值是燃料的特性,不随质量变化,因此剩余酒精的热值仍为$ 3.0×10^7 J/kg $。
【答案】
$ 1.5×10^6 $;$ 3.0×10^7 J/kg $
【知识点】
热值的计算;热值的特性
【点评】
本题是热学基础题,重点考察热值概念和放热公式的应用,需注意质量单位换算,避免因单位错误失分,同时要明确热值与质量无关的特性。
【难度系数】
0.8
24. 氢气的热值为$1.4×10^{8}\ \mathrm{J/kg}$,它表示1 kg氢气
完全燃烧
放出的热量是$1.4×10^{8}\ \mathrm{J}$,它的燃烧产物不污染环境,是一种新能源。我国于1980年成功地研制出国内第一辆以氢气为动力的汽车。若这种汽车行驶1 h需$1.68×10^{8}\ \mathrm{J}$的能量,则每小时需要消耗氢气
1.2
kg(不计热量损失)。
答案:24. 完全燃烧 1.2
解析:
【分析】首先明确热值的定义:单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量为该燃料的热值,据此填写第一空;第二空利用热量计算公式$Q = mq$,变形得到$m=\frac{Q}{q}$,代入已知的能量和热值数值计算,不计热量损失时,氢气燃烧放出的热量等于汽车行驶所需能量。
【解析】1. 热值的定义是:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,所以第一空填“完全燃烧”;2. 已知汽车行驶1h需要的能量$Q=1.68×10^8\ \mathrm{J}$,氢气的热值$q=1.4×10^8\ \mathrm{J/kg}$,不计热量损失,由$Q = mq$可得,消耗氢气的质量$m=\frac{Q}{q}=\frac{1.68×10^8\ \mathrm{J}}{1.4×10^8\ \mathrm{J/kg}}=1.2\ \mathrm{kg}$。
【答案】完全燃烧;1.2
【知识点】热值的定义、热量的计算
【点评】本题考查热值的概念和热量公式的应用,属于基础题型,只要牢记相关概念和公式即可轻松解答,难度较低。
【难度系数】0.8
25. 热机工作时会对环境造成两方面污染:
噪声污染
和
废气污染
答案:25. 噪声污染 废气污染
解析:
【分析】本题考查热机工作时对环境造成的污染类型,解题时需结合热机的工作过程:热机运转会产生声音,燃烧燃料会排放废气,据此确定对应的污染类型。
【解析】热机工作时,一方面,机械运转过程中会产生较大的机械振动,形成噪声污染;另一方面,热机燃烧化石燃料(如汽油、柴油等)会排出大量废气,造成废气污染,因此热机工作对环境造成的两方面污染为噪声污染和废气污染。
【答案】噪声污染 废气污染
【知识点】热机的污染、环境保护
【点评】本题属于基础识记类题目,考查热机对环境的污染类型,是课本核心知识点,难度较低,学生需准确记忆相关内容。
【难度系数】0.8
三、实验题(第26题18分,第27题12分,共30分)
26. 如图是“探究物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。

(第26题图)
(1) 该实验中用同一个小球从斜面不同高度处自由滚下,是要探究物体动能的大小与物体
速度
的关系。
(2) 该实验中物体的动能是指物体
A
(选填“A”或“B”)的动能。
(3) 该实验中物体动能的大小是通过
物体B移动的距离
来反映的。
(4) 该实验中物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B
碰撞前A
(选填“碰撞前A”“碰撞后A”“碰撞前B”或“碰撞后B”)的速度,它是通过
下落高度
(选填“下落高度”或“质量”)来改变的。
(5) 实验中多次让物体从斜面同一高度静止滚下时,应改变
物体A
(选填“物体A”或“物体B”)的质量,这是为了研究物体动能与物体质量的关系。
(6) 若水平面绝对光滑,本实验将
不能
(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
答案:26. (1) 速度 (2) A (3) 物体B移动的距离 (4) 碰撞前A 下落高度 (5) 物体A (6) 不能
解析:
【分析】
本题是探究物体动能大小影响因素的实验,需结合控制变量法和转换法分析:
1. 同一小球质量相同,从斜面不同高度滚下时,到达水平面的速度不同,以此探究动能与速度的关系;
2. 实验中是小球A撞击物体B,因此研究的是A的动能;
3. 利用转换法,通过物体B被推动移动的距离来反映A的动能大小,距离越远,A的动能越大;
4. 速度是碰撞前A的速度,因为碰撞后A的速度会变化,B的速度是碰撞后的;速度由A在斜面上的下落高度改变,高度越高,到达水平面的速度越大;
5. 探究动能与质量的关系时,需控制速度相同(让A从同一高度滚下),改变A的质量;
6. 若水平面绝对光滑,物体B不受阻力,被撞击后会做匀速直线运动,无法通过移动距离比较动能,因此不能达到探究目的。
【解析】
(1) 同一个小球质量不变,从斜面不同高度自由滚下,到达水平面时的速度不同,因此探究动能与物体速度的关系;
(2) 实验中是小球A对物体B做功,所以研究的是物体A的动能;
(3) 实验中通过转换法,将不易直接测量的动能大小转换为物体B移动的距离,B移动的距离越远,说明A的动能越大;
(4) 实验中速度是指物体A碰撞前的速度,因为碰撞后A的速度会改变,无法反映撞击时的动能;速度由A在斜面上的下落高度改变,同一小球,下落高度越高,到达水平面的速度越大;
(5) 探究动能与质量的关系时,需控制速度相同,即让物体A从斜面同一高度静止滚下,改变物体A的质量;
(6) 若水平面绝对光滑,物体B被撞击后不受摩擦力,将做匀速直线运动,无法通过移动距离比较动能大小,因此不能达到探究目的。
【答案】
(1) 速度 (2) A (3) 物体B移动的距离 (4) 碰撞前A;下落高度 (5) 物体A (6) 不能
【知识点】
动能的影响因素、转换法、控制变量法
【点评】
本题为探究动能影响因素的经典力学实验,重点考查控制变量法和转换法的应用,是初中物理力学实验的核心考点,需理解实验设计的逻辑。
【难度系数】
0.6
27. 为了观察不同物质吸热升温的现象,小明做了如图所示的实验:在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相等的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,记录的实验数据如下
表所示。


(1)在此实验中,用加热时间的长短来表示物质
吸收热量的多少
。
(2)分析上表中的实验数据可知:质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水吸收的热量
大于
(选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量。
(3)对质量相同的水和沙子加热相同的时间,
沙子
(选填“沙子”或“水”)升高的温度更高。
(4)实验中有些同学发现:刚开始加热时,情况与问题(3)结论不符,你认为可能的原因是
刚开始沙子受热不均匀
。
答案:27. (1) 吸收热量的多少 (2) 大于 (3) 沙子 (4) 刚开始沙子受热不均匀
解析:
【分析】
本题是探究不同物质吸热升温的实验,需结合转换法、比热容公式及实验细节分析。首先,相同酒精灯加热时,相同时间放出热量相同,因此加热时间长短可反映物质吸收热量的多少(转换法);其次,根据比热容公式Q=cmΔt,质量相同的不同物质,升高相同温度时,比热容大的物质吸收热量更多;加热相同时间(吸收热量相同)时,比热容小的物质升温更快;最后分析实验异常现象时,考虑沙子初始受热不均匀的问题。
【解析】
(1)实验中用两个相同的酒精灯加热,相同时间内酒精灯放出的热量相同,因此加热时间的长短可表示物质吸收热量的多少,这是转换法的应用。
(2)质量相同的水和沙子,升高相同温度时,水需要的加热时间更长,说明水吸收的热量大于沙子吸收的热量。
(3)加热相同时间时,水和沙子吸收的热量相同,根据Q=cmΔt,质量m相同、Q相同,沙子的比热容c更小,因此沙子升高的温度Δt更高。
(4)刚开始加热时,沙子受热不均匀,局部温度较低,导致整体升温情况与结论不符。
【答案】
(1)吸收热量的多少 (2)大于 (3)沙子 (4)刚开始沙子受热不均匀
【知识点】
比热容、转换法、控制变量法
【点评】
本题围绕探究不同物质吸热升温的实验展开,考查实验原理、比热容公式的应用及实验异常现象分析,是比热容知识点的基础考查题,注重实验方法和细节的理解。
【难度系数】
0.7